3-5动力学中图象问题（解析版）—2024高考物理一轮复习100考点100讲

这是一份3-5动力学中图象问题（解析版）—2024高考物理一轮复习100考点100讲，共11页。试卷主要包含了5讲 动力学中图象问题，动力学图象问题处理方法，4 N等内容，欢迎下载使用。
2024高考物理一轮复习100考点100讲第三章   牛顿运动定律第3.5讲  动力学中图象问题【知识点精讲】 1．常见的图象有v－t图象，a－t图象，F －t图象，F－x图象，F －a图象等。2．图象间的联系加速度是联系v －t图象与F－t图象的桥梁。3．分析图象问题时的关键(1)看清纵、横坐标所表示的物理量及单位。(2)注意坐标原点是否从零开始。(3)清楚图线的交点、斜率、面积等物理意义。(4)对物体的受力情况和运动情况的分析。4　动力学中的图象问题的基本思路（1）．由图象坐标轴的物理意义、图线的截距、斜率、特殊点、面积等充分挖掘出解题所需的信息，同时，结合图线描述的运动情况，画出运动过程示意图，弄清物理情景。（2）．根据题目提供的情况，结合牛顿第二定律，写出图象中两个物理量的函数，然后再由图象的截距、斜率等信息，找关系列方程。【方法归纳】1.动力学图象问题处理方法看清坐标轴所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从0开始，明确因变量与自变量间的制约关系，明确物理量的变化趋势，分析图线进而弄懂物理过程，写出相应的函数关系式，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断。2. v－t图象的斜率表示加速度；a－t图象面积表示速度变化；F －t图象的面积表示冲量，F－x图象面积表示做功，【最新高考题精练】1.（2019全国理综III卷20）如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s 时撤去外力。细绳对物块的拉力f 随时间t 变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10 m/s2。由题给数据可以得出A．木板的质量为1 kgB．2 s~4 s内，力F的大小为0.4 NC．0~2 s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2【参考答案】AB【名师解析】由图像（b）和图像（c）可知，2s后物块相对于木板滑动，其滑动摩擦力f=0.2N，木板的加速度a1=0.2m/s2。隔离木板，分析受力，由牛顿第二定律，F-f=ma1，4s后撤去外力F，木板在物块摩擦力作用下做减速运动，加速度大小为a2=0.2m/s2。隔离木板，分析受力，由牛顿第二定律， f=ma2，联立解得：木板的质量为m=1 kg，2 s~4 s内，力F的大小为F=0.4 N，选项AB正确；由于0~2 s内，在拉力作用下木板处于静止状态，而物块对木板的静摩擦力逐渐增大，所以0~2 s内，力F的大小从0开始逐渐增大，选项C错误；由于题述没有给出物块质量，不能根据二者之间的滑动摩擦力计算得出物块与木板之间的动摩擦因数，选项D错误。 2..（2018高考全国理综I·15）如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是A． B． C． D． 【参考答案】A【命题意图】  本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、力随位移变化的图线及其相关的知识点。【解题思路】由牛顿运动定律，F-mg-F弹=ma，F弹=kx，联立解得F=mg+ma+ kx，对比题给的四个图象，可能正确的是A。 3（2012·安徽理综第22题） 质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v-t图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为f，取=10 m/s2, 求：
（1）弹性球受到的空气阻力f的大小；（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。【答案】（1）f=0.2N。（2）h=m。【解析】（1）设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为a，由v-t图象知，加速度a1==8m/s2。根据牛顿第二定律，得mg-f=ma1，解得受到的空气阻力的大小f=0.2N。（2）由v-t图象知，弹性球第一次到达地面时的速度大小为v1=4m/s。设弹性球第一次离开地面时的速度大小为v2，则v2=3 v1/ 4=3 m/s。第一次离开地面后，设上升过程中弹性球的加速度大小为a2，则mg+f=ma2，解得a2=12m/s2。于是有0- v22=-2 a2h，解得碰撞后反弹的高度h=m。【考点定位】此题考查v-t图象、牛顿第二定律及其相关知识。 4. （2012·江苏物理）将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是【参考答案】：C【名师解析】：皮球竖直向上抛出，速度逐渐减小，受到空气阻力逐渐减小，加速度逐渐减小，皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是C。 【最新模拟题精练】1. （2023云南昆明24中二模）如图甲所示，质量为2kg的物体静止在水平地面上，与地面间的动摩擦因数为0.4，与地面间的最大静摩擦力为9N。t=0时刻起，物体受到一个水平向右的力F作用，其大小随时间变化的关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则（　　）A. t=0到t=4s时间内摩擦力的冲量为零B. t=4s时物体开始运动C. t=6s时物体的速度大小为D. t=11s时物体恰好停止运动【参考答案】C【名师解析】根据 ，t=0到t=4s时间内摩擦力不等于零，所以摩擦力的冲量不等于零，A错误；根据图像，拉力为，t=4s时拉力等于8N，小于最大静摩擦力9N，物体仍然静止，B错误；根据，4.5s末物体开始运动，在4.5～6s时间内，拉力和摩擦力的冲量分别为 根据动量定理得解得，C正确；在4.5～11s时间内，拉力和摩擦力的冲量分别为由此可知，t=11s前物体已经停止运动，D错误。 2. （2023重庆八中高三入学考试）甲、乙两物体静置于粗糙水平地面上，与地面摩擦因数相同。时刻起，在物体上均施加周期性变化的水平外力F，变化规律如图所示。甲、乙在运动中具有如下特点：甲物体在2s末、4s末速度相同且不为0；乙物体在第3s内做匀速运动；则甲与乙质量之比为（　　）A.  B.  C.  D. 无法确定【参考答案】A【名师解析】甲在2s末和4s末速度相同，则2s到4s间必经过先减速再加速的过程，因减速和加速时间相同，所以两阶段加速度大小相同，故乙因为在第三秒内做匀速运动，所以所受合力为零，所以乙受到摩擦力为4N，又因摩擦因数相同，因为所以有，故选A。3.  （2023山西太原摸底）如图所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，上端叠放着两个质量均为m的物体A、B，其中物体B与弹簧拴接，初始时物体处于静止状态。t=0时，用竖直向上的拉力下作用在物体A上，使A开始向上做匀加速运动，测得两物体的-t图像如图所示，已知重力加速度为g，则（　　）A. t=0时，F的大小为B. 弹簧的劲度系数为C. A、B分离时弹簧弹力的大小为D. 0-t2过程中，B上升的高度为 【参考答案】B【名师解析】开始运动时的加速度，开始时对AB整体，，解得，选项A错误；开始时，在t1时刻AB脱离，此时对B，由牛顿第二定律， ，其中， ，联立解得弹簧的劲度系数为，选项B正确；A、B分离时弹簧弹力的大小为，选项C错误；在t2时刻B的速度最大，此时，则0-t2过程中，B上升的高度为，选项D错误。4．(2023年潍坊名校联考)如图甲所示，水平地面上固定一带挡板的长木板，一轻弹簧左端固定在挡板上，右端接触滑块，弹簧被压缩0.4 m后锁定，t＝0时解除锁定，释放滑块．计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的v－t图像如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t＝0时的速度图线的切线，已知滑块质量m＝2.0 kg，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)A．滑块被释放后，先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动B．弹簧恢复原长时，滑块速度最大C．弹簧的劲度系数k＝175 N/mD．该过程中滑块的最大加速度为35 m/s2【参考答案】C　【名师解析】根据v－t图线的斜率表示加速度可知，滑块被释放后，先做加速度逐渐减小的加速直线运动，弹簧弹力与摩擦力相等时速度最大，此时加速度为零，随后加速度反向增加，从弹簧恢复原长时到滑块停止运动，加速度不变，A、B错误；由题中图像知，滑块脱离弹簧后的加速度大小a1＝＝m/s2＝5 m/s2，由牛顿第二定律得摩擦力大小为Ff＝μmg＝ma1＝2×5 N＝10 N，刚释放时滑块的加速度大小为a2＝＝ m/s2＝30 m/s2，此时滑块的加速度最大，D错误；由牛顿第二定律得kx－Ff＝ma2，代入数据解得k＝175 N/m，C正确．5．（2023重庆名校教育联盟质检）质量为的物块在水平推力的作用下沿水平面做直线运动，末撤去水平推力，如图实线表示其运动的图像，其中经过点的虚线是末图像的切线。取。下列说法不正确的是（　　）
A．6s末物体运动方向不发生改变B．内物块平均速度比内物块平均速度小C．物块与水平面间的动摩擦因数为0.1D．水平推力的最大值为【参考答案】．C【名师解析】．6 s末前后物块速度都为正值，故速度方向没改变，选项A正确，不符合题意；若0～6 s内物体做匀加速运动，故平均速度为3m/s，而由图线可知，物体在0～6 s内的位移小于匀加速运动的位移，可知平均速度小于3m/s，而物体在6～10 s内的平均速度等于3m/s，故0～6 s内物体平均速度比6～10 s内物块平均速度小，选项B正确，不符合题意；撤去外力后的加速度根据可知物块与水平面间的动摩擦因数为0.15，选项C错误，符合题意；物体的最大加速度为根据牛顿第二定律解得Fm=0.9N选项D正确，不符合题意；故选C。6. （2023江苏盐城期中） 一弹性小球从离地板不太高的地方自由释放，与地板碰撞时没有机械能损失。设小球所受的空气阻力的大小与速率成正比，则小球从释放到第一次上升到最高点的过程中，小球运动的速度-时间图像可能正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【参考答案】B【名师解析】小球所受的空气阻力的大小与速率成正比，即根据牛顿第二定律，下降过程可知，加速的下降过程中，加速度从g开始逐渐减小。小球碰后上升过程中可知，小球减速上升过程中加速度从大于g的值逐渐减小到g。速度-时间图像的斜率表示加速度，则加速下降阶段，斜率逐渐减小，减速上升阶段，斜率逐渐减小，到自高点时的图像斜率等于刚释放时的斜率。故选B。7（2023吉林长春高一期末）如图甲所示，静止在水平地面上质量为1kg的物体，在时刻受到水平向右的推力F作用，时撤去推力，物体运动的图像如图乙所示，取。下列说法正确的是（　　）A. 在0~1s内推力大小为4N B. 物体先向右运动，后向左运动C. 时，物体与出发点间的距离为4m D. 物体和水平地面间的动摩擦因数为0.5【参考答案】AC【名师解析】图像斜率表示加速度，则0~1s内和2~3s内物体加速度大小相等，大小为根据牛顿第二定律，在0~1s内2~3s内得，A正确，D错误；B．在3s前物体速度一直为正值，一直在向右运动，3s末速度减为零，3s后没有运动，B错误；C．图像与横轴所围面积表示位移，时，物体与出发点间的距离为，C正确。